KR960002437Y1 - 3상용 가스절연콘덴서 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

3상용 가스절연콘덴서

제1도는 본 고안의 가스절연콘덴서를 측면에서 본 내부 구성설명도.

제2도는 상기 콘덴서를 위쪽에서 본 내부 구성설명도.

제3도는 상기 콘덴서 용기의 내측치수를 설명하기 위한 평면구성 약도.

제4도는 비교예의 제3도 상당도.

제5도는 본 고안의 콘덴서 소자의 집합구조를 도시한 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 환권콘덴서소자 1a : 메틸리콘부

1b : 리드선 2 : 콘덴서 소체

3 : 환봉체 4 : 콘덴서 소체 집합체

5 : 용기 6 : 절연부재

7 : 부싱 8 : 절연성가스

14 : 너트 30 : 패킹

본 고안은 예를 들면 빌딩내, 지하상가 또는 지하철등 방재대책의 필요성이 높은 장소에 설치되는 폐쇄배전반 등의 전력설비로 사용되는 3상용 가스절연콘덴서 및 가스절연콘덴서 등에 사용되는 콘덴서 소자의 집합구조에 관한 것이다.

종래의 기술에서 일반적으로 이러한 종류의 3상용 가스절연콘덴서률 포함한 가스봉입전기 기기는 충전되는 절연성 가스의 가스압력이 높을수도 있으므로 가스압력에 의한 용기의 변형을 방지하는 의미에서 원통형의 용기를 사용하는 경우가 많았다.

통상 콘덴서를 제조하는 경우에는 필요로 하는 정격을 얻기 위하여 환권콘덴서 소자를 대략 직방체 형상으로 집합하고, 또한 여러개를 직·병렬로 접속하여 집합체를 형성하는 구성이 알려져 있다.

종래의 이러한 콘덴서 소자의 집합구조로서는 일본국 실개소 63-61116호공보에 기재된 것이 알려져 있다.

상기 공보에서는 다수개의 환권콘덴서 소자를 직렬로 접속하고 절연통에 넣어 환권콘덴서 소자의 집합체인 콘덴서 유니트를 형성하고 있다.

또 중공(中空)의 권심이 양단부의 메탈리콘부로부터 돌출한 형상의 다수개의 환권콘덴서 소자에 통형 연결봉을 끼워서 통과시켜 메탈리콘부로부터 돌출한 중공의 권심을 각각의 환권콘덴서 소자사이의 스페이서로 사용하여 집합하는 구성의 것도 알려져 있다.

3상용 가스절연콘덴서에 있어서는, 필요로 하는 정격에 따라서 환권콘덴서 소자를 집합하여 대략 원통형의 집합체를 형성하고 각각의 집합체를 서로 소정의 절연거리를 두고 배치하며, 또한 원통형 용기의 내벽으로부터 소정의 절연거리를 두고 원통형 용기에 넣은 다음 용기틀 밀폐하고 공기를 빼낸후 절연성 가스를 충전하는 구성이 알려져 있다.

그런데 폐쇄배전반 등의 전력설비로 사용되는 경우, 3상용 가스절연콘덴서를 설치하기 위한 스페이스는 방형인 경우가 많고, 원통형 요기로 설치하면 스페이스 효율이 저하하였다. 특히 폐쇄배전반과 같이 통상 깊이가 좁은 것에 있어서 효율저하가 현저하였다. 또 3상용 가스절연콘덴서를 나란히 설치하여 각 상의 결선을 최단거리로 할 경우, 결선에 이용된 배선재료의 선간거리가 사용전압에 대응하는 절연거리를 만족하지 않는 경우가 있어 결선에 연구가 필요하게 되었다.

또 상기 공보의 콘덴서 소자의 집합구조에 있어서, 사용하는 환권콘덴서 소자의 외경 및/ 또는 길이가 다를 경우 내경 및 / 또는 길이가 다른 절연통을 준비하여 둘 필요가 있으므로, 정전용량이 다른 타종류의 콘덴서 유니트제조에 대응하기 곤란하였다.

또 상기 구조에서는 환권콘덴서 소자의 집합시 응력 또는 진동에 의한 기계적인 충격력을 흡수할 수 없으므로, 이들에 의해 메탈리콘부에 크래크가 발생하여 절연특성의 열화 또는 손실율의 증대를 초래하였다.

본 고안은 상기의 사정을 고려하여 된 것으로, 용기 외형을 작게하는 것이 가능하며 설치장소의 스페이스를 유효하게 이용할 수 있는 3상용 가스절연콘덴서를 제공하고자 하는 것이다.

또한 본 고안은 용량의 변경에 대응하기 쉽고 또 효율의 저하를 방지할 수 있는 콘덴서 소자의 집합구조를 제공하고자 하는 것이다.

이와 같이 본 고안에 의하면, 절연성 재료로 된 환봉체를 외형이 원주형상이며 또한 권심부에 공동(空洞)을 가진 다수의 환권콘덴서 소자에 삽입하여 각각의 환권콘덴서 소자를 직열로 접속하여 되는 콘덴서 소체와, 콘덴서 소체를 서로 밀접되게 하여 대략 직방체 형상으로 집합하여 각각의 콘덴서 소체를 병렬로 접속하여 되는 콘덴서 소체 집합체와, 콘덴서 소체 집합체를 3개 수용하고 또한 각각의 콘덴서 소체 집합체의 외주면으로부터 일정한 절연거리를 둔 부위에 내벽면이 위치하는 직방체 형상의 용기와, 콘덴서 소체 집합체를 수용한 용기내에 가압상태로 충전되는 절연성 가스로 되는 것을 특징으로 하는 3상용 가스절연콘덴서가 제공된다.

따라서, 콘덴서 소체 집합체는 용기의 외형을 필요한 최소한의 크기로 하고, 용기의 내벽면에서 일정한 절연거리를 두고 용이하게 직방체 형상의 용기에 수용된다. 그리고 용기는 직방체현상을 하고 있으므로, 설치할 경우에 설치스페이스의 점유효율을 향상시킨다.

또한 콘덴서 소체는 다수개의 환권콘덴서 소자 각각의 공동에 환봉체를 삽입하고, 또한 각각의 환권콘덴서 소자 사이의 중심부에 환봉체의 외경 보다 약간 큰 직경의 구멍을 구비하고 또한 환권콘덴서 소자의 외경보다 작은 외경의 탄성을 가진 패킹을 개장하여 집합한 것을 특징으로 한다.

따라서, 패킹이 환권콘덴서 소자의 집합시의 응력 또는 진동에 의한 충격력을 흡수하므로, 메탈리콘부에 크래크가 발생하는 것을 방지한다.

이하 본 고안의 실시예를 도면에 의하여 상세히 설명하지만, 본 고안은 이하의 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

제1도는 본 고안 실시예의 3상용 가스절연콘덴서의 개략구성도이다.

제1도에 있어서, 1은 환권콘덴서 소자이며, 소위 소프트코어 타잎으로 칭하는 것으로, 예를들면 폴리에틸렌텔레프탈 레이드필름을 다수회 감아서 얻어지는 실질상 권심부로 되는 공동을 가진 선권부(先卷部)에, 예를 들면 폴리프로필렌필름으로 되는 금속증착 필림 2매를 겹쳐서 다수회 감아서 원통형상으로 얻어진 원통형상체의 양단부를 메탈리콘으로 처리하여 메탈리콘부에 리드선을 납땜하여 형성된다.

2는 콘덴서 소체이며 절연성재료의 환봉체(3)를, 예를 들면 5개의 환권콘덴서 소자(1)의 각각의 공동에 도시하지 않은 고무등의 탄성을 가진 재료로 된 평패킹을 각각의 환권콘덴서 소자(1) 사이에 끼워서 삽입하여 환봉체(3)의 양단을 예를 들면 너트로 체결하여 형성된다. 그리고 각각의 환권콘덴서 소자(1)는 서로 직렬로 접속된다. 이 실시예에 있어서는 1상에 대하여 4개의 콘덴서 소체(2)가 제2도에 도시한 바와 같이 각각 밀착하여 직방체 형상으로 집합되어 콘덴서 소체 집합체(4)를 형성하고 있다. 그리고 각각의 콘덴서 소체(2)는 병렬로 접속되며, 또한 각각의 콘덴서 소체 집합체(4)의 하측단은 성형결선의 경우에는 중성점으로 서로 접속되어 있다.

또한 도시하지 않으나, 각각의 콘덴서 소체 집합체(4)는 그 상하단의 쉬임드(shield)를 위한 채널형상의 동관을 연결고정하면 좋다.

그리고 하단의 동판은 체널내면을 상향으로 하여 이용하면 콘덴서 소자(1)의 외면에 메탈리콘 처리시에 부착된 불필요한 아연입자가 콘덴서 소자(1)에서 낙하될때 받침접시로 기능하여 불필요한 아연입자가 비산하는 것을 방지한다.

5는 직방체형성의 용기로 그 내저면에는 중성점측 접속절연을 위한 절연부재(6)가 부설되어 있으며 이 절연부재(6) 상면에 3상용 즉, 3개의 콘덴서 소체 집합체(4)를 고정한 채로 수용하고 있다. 용기(5)의 내측치수는그 내벽면(5a)과 콘덴서 소체 집합체(4) 사이가 인가되는 전압에 의해 결정되는 일정한 절연거리를 둔 것이면 좋다. 용기(5)의 상부에는 용기(5)의 폭방향에 일렬로 부싱(7)이 설치되어 각각의 콘덴서 소체 집합체(4) 상측단이 각각의 부싱(7)에 접속되어 있다. 이와같이 부싱(7)이 설치되어 있으면, 3상용 가스절연콘덴서가 2대 또는 그 이상 병렬로 접속되는 경우에, 각각의 3상용 가스 절연콘덴서의 서로 대응하는 부싱들올 직선으로 접속하는 것이 가능하게 된다.

그리고 용기(5)내에 각각의 콘덴서 소체 집합체(4)를 고정시켜 수용하고 공기를 빼낸후, 예를 를면 SF6으로 되는 절연성 가스(8)를 가압상태로 충전한다.

상기 실시예에 있어서, 1상본 콘덴서 소체 집합체(4)의 크기와 용기(5)의 크기의 관계에 대하여 설명한다.

콘덴서 소체(2)는 C1 μF 의 정전용량을 가지며 2개 병렬로 접속되는 것에 의해 nKVA로 되는 것을 사용한다. 따라서 이 실시예에서는 4개의 콘덴서 소체(2)를 병렬로 접속하고 있으므로 2×n KVA의 용량으로 된다.

제3도에 도시한 바와 같이 콘덴서 소체(2)를 구성하는 콘덴서 소자(1)의 외경을 d1. 용기(5)의 내멱면(5a)과 콘덴서 소체 집합체(4) 사이의 거리 및 상간거리를 ℓ로 하면, 용기(5)의 깊이 x 폭의 내측치수는 (2ℓ +2d₁)×(4ℓ + 6d₁)으로된다.

이에 대하여 제4도에 도시한 바와 같이 각각의 콘덴서 소체 (20)를 3개 밀착하여 집합하고, 병렬로 접속하여 2 ×n KVA의 콘덴서를 제작할 경우릍 생각하여 본다. 이 경우 1개의 콘덴서 소체(20)의 정전용량을 C₂μ F로 하면,

C₂= 4/3·C₁(μF)‥‥‥‥(1-1)

로 되어야 한다. 따라서 콘덴서 소체 (20)를 구성하는 콘덴서 소자의 외경도 크게 된다. 콘덴서 소자의 외경을 d₂로 하면

C₁= K(d₁/₂)²‥‥‥‥‥(1-2)

C₂= K(d₂/₂)²‥‥‥‥‥‥(1-3)

단, K는 정수

로 된다. (1-2)식,(1-3)식을 (1-1)식에 대입하면,

K(d₂/₂)²= (4/3)·K(d₁/₂)²

d₂=·d₁‥‥‥‥‥(1-4)

로 되며, 실시예에서의 콘덴셔 소자 (1)의 외경에 비하여배 크게 되는 것이다. 따라서 이 경우, 이것을 수용하는 용기의 깊이 × 폭의 내측 지수는, {2ℓ + d₁(2+/}×(4l+ d₁·12/)로 되며, 상기 실시예에 비하여 깊이가 약 0.15 d₁· 폭이 약 0.9 d₁각각 크게 되는 것이다.

이상에서 분명해지는 바와 같이 콘덴서 소체 집합체를 대략 직방체로 하는 것에 의해서 용기의 내측치수를 작게 할 수 있는 것이다.

제5도는 제1도의 콘덴서 소체(2)의 구성을 보다 상세하게 도시한 도면이다. 제5도에 있어서, 1은 환권콘덴서 소자, 3은 환봉체, 30은 패킹이다.

환권콘덴서 소자(1)의 양단부에 메탈리콘(1a)가 형성되어 있다.

그리고 이 메탈리콘부(1a)에는 결선을 위한 리드선(1b)이 납땜되어 있다.

환봉체(3)는 절연성재료이며 환권콘덴서 소자(1)의 공동의 내경과 동일 또는 그 내경보다 약간 작은 외경의 것을 사용한다. 또 환봉체(3)의 길이는 환권콘덴서 소자(1)의 집합수에 대용하여 적당하게 결정하면 좋다.

패킹(30)은 소정두캐의 탄성을 가진 원판이며, 그 중심부에는 환봉체(3)의 외경보다 약간 큰 직경의 구멍이 구비되어 있다. 패킹(30)의 재료로서는 NBR (부라디엔 아크릴로 니트릴고무) 또는 니트월 고무등이 바람직하다.

각각의 환권콘덴서 소자(1)는 이하 설명하는 바와 같이 집합된다.

환봉체(3)의 한쪽단부에서 적당한 길이를 둔 위치에 예를 들면 너트(14)릍 고정하여 하측단으로부터 그 너트(l4)에 밀착하여 패킹(30)을 부착한다.

다음 1개의 환권콘덴서 소자(1)를 환봉체(3)에 끼위서 너트(14)에 밀착한 패킹(30)에 밀착시킨다. 다음 패킹(30)을 환봉체(3)에 끼우고 환봉체(3)에 끼워진 환권콘덴서 소자(1)의 상측 메탈리콘부(1a)에 밀착시켜 부착한 다음, 환권콘덴서 소자(1), 패킹(30) 순으로 환봉체(3)에 끼우고 소정개수 예를 들면 4개를 끼운다음, 각각의 환권콘덴서 소자(1)와 각각의 패킹(30) 사이에 간격이 생기지 않도록 패킹(30)을 끼워서 너트(14)로 체결고정한다. 이 실시예에서 각각의 환권콘덴서 소자(1)는 직렬로 접속되어 있다.

제1도의 가스절연콘덴서에 있어서는 환권콘덴서 소자 사이의 리드선을 동일전계내에 수용할 수 있기 때문에 몇개의 집합체로 콘덴서 유니트를 형성할 경우에 리드선의 돌기가 절연상 문체로 되지 않으므로, 절연하기 위한 부재를 준비할 필요가 없어 경제적이며 또 조립 공정을 가소화할 수 있다.

또 환봉체에 의해 집합된 환권콘덴서 소자(1)의 집합체는 몰드콘덴서로 사용되어도 좋다. 이 경우, 몰드할 때에 패킹(30)에 의해 환봉체와 권심부 사이가 밀봉되므로 권심부에서의 공기가 몰드수지에 침입되지 않고 따라서 몰드수지내에 공극이 발생되지 않아 내압특성을 향상시킬 수가 있다.

본 고안에 의하면 콘덴서 소체 집합체의 형상을 대략 직방체로 하는 것에 의해서, 용기의 형상을 작게 할수있는3상용 가스절연콘덴서를 얻을 수 있다. 또 용기의 형상은 직방체이므로 폐쇄배전반 등의 방형의 설치장소에 설치되는 경우의 스페이스 이용효율이 향상된다.

또한 본 고안에 의하면, 다수개의 환권콘덴서 소자를 용이하게 집합할 수 있는 동시에 집합작업시에 환권콘덴서 소자에 가해지는 응력 또는 기계적인 충격력 패킹에 의해 왼화하여 메탈리콘부에 크래크가 발생하는 것을 방지할수 있는 콘덴서 소자의 집합구조를 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 절연성 재료로 되는 환봉체(3)를 외형이 원주형상이며, 또한 권심부에 공동을 가진 다수의 환권콘덴서 소자 (1)에 삽입하여 각각의 환권콘덴서 소자(1)를 직렬 접속하여 되는 콘덴서 소체(2)와, 콘덴서 소체(2)를 서로 밀접되게 하여 대략 직방체형상으로 집합하여 각각의 콘덴서 소체(2)를 병렬 접속하여 되는 콘덴서 소체 집합체(4)와, 콘덴서 소체 집합체(4)를 3개 수용하고, 각각의 콘덴서 소체집합체(4) 외주면으로 부터 일정한 절연거리를 둔 부위에 내벽면(5a)이 위치하는 직방체형상의 용기(5)와, 콘덴서 소체 집합체를 수용한 용기내에 가압상태로 충전되는 절연성 가스(8)로 되는 것을 특징으로 하는 3상용 절연콘덴서.
2. 제1하에 있어서, 상기 환권콘덴서 소자(1)는 그 양단부에 메탈리콘부(1a)를 가지며, 콘덴서 소체(2)는 다수개의 환권콘덴서 소자(1) 각각의 공동에 환봉체(3)를 삽입하고, 또한 각각의 환권콘덴서 소자(1) 사이의 중심부에 환봉체(3)의 외경보다 약간 큰 직경의 구멍을 구비하여 환권콘덴서 소자(1)의 외경보다 작은 외경의 탄성을 가진 패킹(30)을 개장하여 집합한 것을 특징으로 하는 3상용 가스절연콘덴서.